鲫鱼复合酶解产物风味成分及营养特性分析

汪兰，陈春松，吴文锦，丁安子，熊光权*

(1.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北省农业科技创新中心农产品加工研究分中心，武汉 430064；2.武汉梁子湖水产品加工有限公司，武汉 430200)

鲫鱼复合酶解产物风味成分及营养特性分析

汪兰1，陈春松2，吴文锦1，丁安子1，熊光权1*

(1.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北省农业科技创新中心农产品加工研究分中心，武汉 430064；2.武汉梁子湖水产品加工有限公司，武汉 430200)

采用固相微萃取技术结合气质联用仪(GC-MS)与电子舌等对鲫鱼酶解加工前后的挥发性成分、风味以及营养特性进行鉴别和对比分析，探讨导致鱼体产生风味成分的形成，并对酶解后的鲜鱼精半成品进行营养特性分析。GC-MS结果显示：新鲜鲫鱼主要的挥发性成分为挥发性羰基化合物和醇类，相对百分含量达55.42%。鲫鱼酶解后产品的主要风味成分为挥发性羰基化合物、杂环类化合物。电子舌的分析结果表明：鲫鱼酶解产物与罗非鱼去头鱼排浓缩液的口感接近。并且鲫鱼酶解产物营养丰富，氨基酸比例均衡。总的来说，鲫鱼复合酶解产物可开发成一种高蛋白、低水解度、营养丰富的天然调味品。

鲫鱼；复合酶解；风味；气质联用仪；电子舌

鲫鱼是我国淡水鱼中比较典型的鱼种，具有产量大、资源丰富的特点，鲫鱼酶解后产生了一定的风味和鲜味，因此需要对鲫鱼中挥发性成分和鲜味进行定性分析[1,2]。常见的样品挥发性成分前处理的方法有吹扫捕集法、同时蒸馏萃取法、液液萃取法、固相萃取法和超临界流体萃取法等，固相微萃取技术(SPME)[3-5]是20世纪90年代新发展起来的用于食品风味物质分析检测的方法，该方法无需有机溶剂，简单方便，集采样、萃取、浓缩、进样于一体。电子舌系统作为一种新型的现代化智能感官仪器，是一种精确而可靠的味道检测手段，能辅助专家快速地进行系统化与科学化的味道鉴别、判断和分析[6]。目前，电子舌主要应用于食品、环境检测和医药领域的研究。试验证明：电子舌可以对人的5种基本味感：酸、甜、苦、辣、咸进行有效的识别。同时，也可以完成对食物的味道的量化和对水质量的评定。

刘敬科[7]以鲢鱼为对象，采用气质联用(GC-MS)、高效液相(HPLC)、电感耦合等离子体光谱(ICP)和滋味活性值(TAV)等方法研究鳞鱼的风味特征及热历史对鳞鱼风味的影响。王雪锋等[8]采用常规营养测试方法和顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术分别对草鱼鱼肉的营养成分和挥发性风味成分进行分析。付湘晋等[9]采用固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME-GC-MS)和同时蒸馏萃取-气相色谱-质谱(SDE-GC-MS)结合嗅闻分析了白鲢鱼的风味活性物质。目前有关鲫鱼复合酶解产物风味成分及特性分析还鲜有报道。本研究在前期鲫鱼复合酶解条件优化的基础上，采用SPME结合气质联用仪(GC-MS)与电子舌对鲫鱼酶解前后的挥发性成分、滋味进行分析，并对酶解后的半成品进行营养特性测定，旨在为新型淡水鱼调味品的开发利用提供一定的理论依据。

1 试验材料、设备与方法

1.1 试验材料

鲫鱼，由武汉市梁子湖水产提供。罗非鱼鱼皮调味粉、罗非鱼去头鱼排浓缩液、罗非鱼鱼头浓缩液、罗非鱼鱼皮浓缩液，由百洋水产集团股份有限公司提供。

1.2 主要仪器

SPME萃取装置：SPME手柄；萃取头；气质联用仪(7890A/5975C)、顶空采样瓶(20 mL) Agilent；DF-101S集热式恒温加热磁力搅拌器 郑州长城科工贸有限公司；TS-5000Z味觉指纹分析仪 Insent公司。

1.3 试验方法

1.3.1 采肉

鲜活鱼宰杀后除去鱼鳞、鱼鳃、内脏，用冰水洗净，手工剔取白色肌肉。整个过程鱼肉均放置在冰块上。鱼肉过骨泥磨后作为样品，置于-20 ℃保存待用；酶解处理后样品备用。酶解条件：先加入5‰的复合蛋白酶(Protamex)，酶解240 min；再加入6‰的风味蛋白酶(Flavourzyme)，酶解300 min。

1.3.2 固相微萃取-气相色谱-质谱(SPME-GC-MS)

在20 mL顶空采样瓶中放入微型磁力搅拌器，加入不同比例的鱼肉和饱和食盐水，然后置于磁力搅拌台上，将SPME针管插入顶空瓶中，调整并固定萃取头在顶空体积中的位置，搅拌速度为该磁力搅拌器的最大档，在一定温度下顶空萃取一定时间后，迅速取出插入到气质联用仪的进样口，解吸一定时间后，取出SPME针管。

气相色谱条件：DB-5MS系列弹性毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm)；程序升温：柱初温30 ℃，保持2 min，以5 ℃/min升至60 ℃，保持2 min，再以10 ℃/min 升至250 ℃，保持2 min，最后以20 ℃/min升至280 ℃，保持2 min；进样口温度250 ℃；载气流量：恒压12 psi；不分流；传输线温度280 ℃；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；电子能量70 eV；质量扫描范围40～400 m/z。

1.3.3 电子舌检测[10]

取样品以1∶70的蒸馏水来进行稀释，过滤后将滤液直接倒入电子舌专用烧杯中，室温条件下进行测定，每杯样品量为30 mL，每个样品设定1个重复，电子舌传感器在每个样品中的采集时间为120 s，每1 s采集1个数据。7根传感器的代号分别为ZZ，BA，BB，CA，GA，HA，JB，横轴为测量时间，纵轴为采集到的感应强度值。最后采用第120 s所得的稳定数据作为输出值。传感器在刚开始测量时，感应强度会上下波动。预试验结果表明：测量2～3次后，传感器响应强度趋于稳定。本研究每杯样品重复测量7次，选取后4次的测量数据作为主成分分析和聚类分析的原始数据。

1.3.4 鲜鱼精的营养成分分析

1.3.4.1 呈味物质分析

氨基酸分析按照GB/T 5009.124-2003进行测定；呈味核苷酸二钠(I+G)含量的测定采用SBT 10371-2003《鸡精调味料》中的方法。

1.3.4.2 水分的测定

采用GB 5009.3-2010中的直接干燥法测定。

1.3.4.3 蛋白质含量的测定

采用GB 5009.5-2010中的凯氏定氮法测定。

1.3.4.4 氨基态氮的侧定

采用GB/T 5009.39-2003中的中和滴定法测定。

1.3.4.5 氯化物及钙元素的测定

氯化物采用GB/T 12457-2008测定；钙(Ca)采用ICP法测定。

1.4 数据分析

定性分析用气相色谱-质谱联用仪(Agilent 7890A-5975C MSD)进行分析鉴定，通过NIST 08标准谱图库检索，确认化合物成分，用软件Excel 2010处理数据和绘图。

2 结果与讨论

2.1 不同样品的风味物质分析

2.1.1 酶解前后鲫鱼的风味物质分析

使用GC-MS联用仪对新鲜鲫鱼酶解前和酶解后的挥发性成分进行鉴定分析，样品中挥发性成分的分类、相对百分含量(%)、成分数、成分类别的结果见表1和表2。

表1 新鲜鲫鱼的挥发性成分分析

续 表

表2 鲫鱼复合酶解产物的挥发性成分分析

续 表

鲫鱼中挥发性风味成分经GC-MS联用仪40 min内即能完全解吸，由表1可知，新鲜鲫鱼解吸出的成分以挥发性羰基化合物和醇类为主，也含有少量的酯类和硫醚类化合物。据Josephson等[11,12]报道，与淡水鱼气味相关的化合物主要是一些C6～C9的烯醇类、烯酮类及烯醛类化合物，与实验结果具有一致性。同时由表1进一步可知，与新鲜鲫鱼的气味相关的化合物多为C6～C9羰基化合物和醇类，而己醛呈现类似于青草的清新的鱼香味；1-辛烯-3-醇表现出类似于蘑菇香味，2，5-辛二酮形成比较厚重的鱼腥气味，故新鲜鲫鱼主要的挥发性成分为正己醛、壬醛、1-辛烯-3-醇等物质，其总的相对百分含量高达55.42%。

由表2可知，鲫鱼制备鲜鱼精的过程中经过酶解反应、加热处理等，其挥发性羰基化合物和醇类的相对百分含量降低至5.53%。其中2-苄基(苯甲基)异氰化含量高达66.19%，有芳香气味。鲫鱼酶解后的产品主要的风味成分为挥发性羰基化合物、杂环类化合物。

2.1.2 鲫鱼与对比样品的风味成分分析

挥发性醇和羰基化合物能产生特殊的类似植物的新鲜香味，化合物如己醛通常产生一种原生味、鲜香的特征香味。挥发性羰基化合物产生原生的浓郁的香味，而挥发性的醇则产生较为柔和的气味，酮类化合物是由于多不饱和脂肪酸的热氧化或降解、氨基酸降解或微生物氧化产生的，具有独特的清香和果香风味，并且随着碳链的增长呈现出更强的花香特征。烯酮类则是在加热期间生成的脂质氧化的产物并且有一种青叶芳香[13]。

实验分别对罗非鱼鱼皮调味粉、罗非鱼去头鱼排浓缩液、罗非鱼鱼头浓缩液、罗非鱼鱼皮浓缩液这四种对比样品的挥发性成分进行鉴定分析，结果见表3～表6。

表3 罗非鱼鱼皮调味粉挥发性成分分析

续 表

续 表

表4 罗非鱼去头鱼排浓缩液挥发性成分分析

表4 罗非鱼去头鱼排浓缩液挥发性成分分析

表5 罗非鱼鱼头浓缩液挥发性成分分析

续 表

表6 罗非鱼鱼皮浓缩液挥发性成分分析

续 表

鲫鱼酶解产物与其他样品的挥发性成分差异较大，罗非鱼样品加热过程中，可能由于脂肪氧化而产生了蚝味成分，如壬醛、癸二烯醛等[14]；而鲫鱼由于脂肪含量低，基本上没有产生此类挥发性成分。以相对百分含量(组分)进行比较，鲫鱼酶解、罗非鱼鱼皮调味粉、罗非鱼去头鱼排浓缩液、罗非鱼鱼头浓缩液、罗非鱼鱼皮浓缩液分别为5.53%(11种)，43%(26种)，48.36%(22种)，80.23%(30种)，48.11%(25种)。鲫鱼酶解产物挥发性风味物质多为杂环类化合物，而罗非鱼水解产物主要为糖基化合物和醇类。

2.2 不同样品的电子舌系统检测结果

不同样品的主成分分析得分见图1。

图1 不同样品的主成分1和主成分2得分图

图1中的一个点表示一种样品的得分，区域之间的距离表征了不同样品的类间品质差异。根据主成分分析结果可知，鲫鱼酶解样品与罗非鱼去头鱼排浓缩液的得分最接近[15]。

6种样品的电子舌雷达图和咸鲜苦得分图见图2和图3。

雷达图的坐标分别为酸(sourness)、甜(sweet)、苦(bitterness)、咸(saltiness)、鲜(umami)、涩(astringency)及苦的回味(Aftertaste-B)、涩的回味(Aftertaste-A)和鲜的回味(richness)。综合图2和图3可知，以鲫鱼酶解样品为标准，罗非鱼鱼皮调味粉呈现较强的酸味、涩味，鲜味不足；罗非鱼去头鱼排浓缩液咸味略低、鲜味回味略低，与鲫鱼酶解样品最接近；罗非鱼鱼头浓缩液鲜味和鲜味回味不足，酸味较强；罗非鱼鱼皮浓缩液鲜味和鲜味回味不足，苦味和酸味略高。因此，根据雷达图结果显示鲫鱼酶解产物与罗非鱼去头鱼排浓缩液的口感接近。

图2 不同样品的电子舌雷达图

图3 不同样品的咸、鲜、苦得分图

2.3 鲜鱼精营养指标分析

2.3.1 营养成分分析

采用鲫鱼整鱼粉碎，通过骨泥磨将鱼头、鱼骨磨成感官难以感知的粒度，再进行酶解处理。对处理后的鲜鱼精半成品进行营养成分分析测定见表6。

表6 营养成分分析

由表6可知，鲜鱼精中蛋白质含量为21.53%，水分含量为61.33%，水解度为15.68%，氯化物为4.65%，钙含量为1.52%。鲜鱼精氨基态氮含量为0.54%，高于绿色食品水产调味品NY/T 1710-2009标准中耗油0.35%，而低于鱼露0.65%。因此，鲜鱼精可以作为一种高蛋白、高钙、低水解度的天然调味品。

2.3.2 呈味物质及氨基酸组成分析

对酶解后鲜鱼精半成品的呈味物质及氨基酸组成进行分析汇总见表7。

表7 呈味物质及氨基酸组成分析 %

一般呈味氨基酸主要包括：谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸、丙氨酸、甘氨酸、组氨酸和脯氨酸。由表7可知，鲜鱼精中呈味氨基酸占游离氨基酸总量的26%。谷氨酸钠的呈味阈值为0.012 g/kg，而天门冬氨酸钠的呈味阈值0.01 g/kg，鲜鱼精中谷氨酸、天门冬氨酸的含量分别为3.02%和1.74%，为主要的呈鲜味物质；鲜鱼精中呈味核苷酸二钠(I+G)的含量为0.166%。

鲜鱼精中氨基酸含量齐全，必需氨基酸含量丰富、比例均衡，占氨基酸总含量的36.2%，必需氨基酸含量与非必需氨基酸含量之比(E/N)值为0.57，接近FAO/WHO标准规定的40%和60%。游离氨基酸的结果显示：鲜鱼精中还含有牛磺酸和γ-氨基丁酸，营养丰富，还具有一定的保健作用。

3 结论

鲫鱼肉中挥发性风味成分经GC-MS联用仪40 min内即能完全解吸，解吸出的成分以挥发性羰基化合物和醇类为主[16]，如正己醛、壬醛、1-辛烯-3-醇等，其相对百分含量高达55.42%。鲫鱼酶解后的产品主要的风味成分为挥发性羰基化合物、杂环类化合物[17]，而罗非鱼水解产物主要为糖基化合物和醇类。

根据电子舌的分析结果表明：鲫鱼酶解产物与罗非鱼去头鱼排浓缩液的口感接近。鲜鱼精中呈味氨基酸占游离氨基酸总量的26%，其中谷氨酸、天门冬氨酸、I+G的含量为主要的呈鲜味物质。通过对鲜鱼精的营养成分分析，鲜鱼精中钙含量为1.52%，必需氨基酸含量占氨基酸总含量的36.2%，氨基态氮占0.54%；因此，鲫鱼酶解后的鲜鱼精可开发成一种高蛋白、高钙、低水解度、营养丰富的天然调味品。

[1]肖俊,罗永巨.我国鲫鱼研究进展[J].广西水产科技,2010(4):15-21.

[2]章超桦,平野敏行,铃木健,等.鲫的挥发性成分[J].水产学报,2000,24(4):354-358.

[3]王锡昌,陈俊卿.顶空固相微萃取与气质联用法分析鲢鱼肉中风味成分[J].上海水产大学学报,2005,14(2):176-180.

[4]赵庆喜,薛长湖,徐杰,等.微波蒸馏-固相微萃取-气相色谱-质谱-嗅觉检测器联用分析鳙鱼鱼肉中的挥发性成分[J].色谱,2007,25(2):267-271.

[5]江健,王锡昌,陈西瑶.顶空固相微萃取与GC-MS联用法分析淡水鱼肉气味成分[J].现代食品科技,2006,22(2):219-222.

[6]李文敏,吴纯洁,艾莉,等.基于电子鼻、电子舌技术实现中药性状气味客观化表达的展望[J].中成药,2009,31(2):282-284.

[7]刘敬科.鲢鱼风味特征及热历史对鲢鱼风味的影响[D].武汉：华中农业大学,2009.

[8]王雪锋,涂行浩,吴佳佳,等.草鱼的营养评价及关键风味成分分析[J].中国食品学报,2014(12):182-189.

[9]付湘晋,党亚丽,许时婴,等.采用GC-MS结合嗅闻分析鉴定白鲢鱼风味活性物质[J].食品研究与开发,2010,31(12):159-162.

[10]韩方凯,黄星奕,穆丽君,等.基于电子舌技术的鱼新鲜度定性、定量分析[J].现代食品科技,2014,30(7):247-267.

[11]Josephson D B, Lindsay R C, Stuiber D A. Volatilecompounds characterizing the aroma of fresh Atlantic and pacific oysters[J].Journal of Food Science, 1985, 50(1): 5-9.

[12]Josephson D B, Lindsay R C, Stuiber D A. Identification of compounds characterizing the aroma of fresh whitefish (Coregonusclupeaformis)[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,1983,31(2):326-330.

[13]丁耐克,李亦兵.食品风味化学[M].北京：中国轻工业出版社,1996：10-45.

[14]王国超.罗非鱼腥味物质成分检测及脱除方法的研究[D].青岛：中国海洋大学,2012.

[15]王霞,徐幸莲,王鹏.基于电子舌技术对鸡肉肉质区分的研究[J].食品科学,2012,33(21):100-103.

[16]韩剑众,黄丽娟,顾振宇,等.基于电子舌的鱼肉品质及新鲜度评价[J].农业工程学报,2008,24(12):141-144.

[17]曾绍东,吴建中,欧仕益,等.罗非鱼酶解液中挥发性成分分析[J].食品科学,2010,31(18):342-346.

Analysis of the Flavor Components and Nutritive Peculiarity of Carp Composite Enzymolysis Products

WANG Lan1,CHEN Chun-song2, WU Wen-jin1,DING AN-zi1,XIONG Guang-quan1*

(1.Institute for Farm Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology, Hubei Academy of Agricultural Science, Agricultural Product Processing Innovation Center, Hubei Innovation Center in Agricultural Science and Technology, Wuhan 430064, China; 2.Wuhan Liangzi Lake Products Processing Co., Ltd., Wuhan 430200, China)

To comparatively analyze the volatile constituents, flavor and nutritive peculiarity of carp before and after enzymolysis, the volatile compounds are detected by HS-SPME coupled with GC-MS, and the taste is analyzed by electronic tongue. The results of GC-MS indicate that the predominant volatile constituents of fresh carp are volatile carbonyl compounds and alcohols with the relative percentage composition up to 55.42%. While the main flavor components in carp enzymatic hydrolysates are volatile carbonyl compounds and heterocyclic compounds. The results of electronic tongue indicate that the taste of carp enzymolysis products and the beheaded tilapia concentrate is close to. It is also found that the carp enzymatic hydrolysis products have a balanced amino acid composition by amino acid analysis. Overall, the carp composite enzymolysis products could be developed into a kind of natural spice with high protein, low hydrolysis degree and rich nutrition.

carp; composite enzymatic hydrolysis; flavor; gas chromatograph-mass spectrometer; electronic tongue

2016-06-20 *通讯作者

武汉市关键技术攻关计划项目(2015020202010131)；湖北省重大科技创新计划(2015ABA038)；湖北省科技支撑计划(2014BBA158)

汪兰(1981-)，女，副研究员，博士，研究方向：农产品加工和天然产物化学； 熊光权(1965-)，男，研究员，学士，研究方向：水产品加工及副产物综合利用。

TS254.2

A

10.3969/j.issn.1000-9973.2016.12.011

1000-9973(2016)12-0047-08